20160524 水电厂智能化总体框架-中水科
水利水电行业智能化水利水电工程设计与施工方案
水利水电行业智能化水利水电工程设计与施工方案第一章智能化水利水电工程设计概述 (2)1.1 设计理念与目标 (3)1.2 设计原则与方法 (3)第二章水利水电工程智能设计技术 (4)2.1 参数化设计技术 (4)2.1.1 技术概述 (4)2.1.2 技术原理 (4)2.1.3 技术应用 (4)2.2 信息化建模技术 (4)2.2.1 技术概述 (4)2.2.2 技术原理 (5)2.2.3 技术应用 (5)2.3 优化算法应用 (5)2.3.1 技术概述 (5)2.3.2 技术原理 (5)2.3.3 技术应用 (6)第三章水利水电工程智能施工方案 (6)3.1 施工组织设计 (6)3.2 施工工艺优化 (6)3.3 施工进度管理 (7)第四章智能监测与控制系统 (7)4.1 监测技术概述 (7)4.1.1 传感器技术 (7)4.1.2 数据采集与传输技术 (7)4.1.3 数据处理与分析技术 (7)4.2 控制系统设计 (7)4.2.1 控制策略制定 (8)4.2.2 控制算法实现 (8)4.2.3 控制系统硬件设计 (8)4.2.4 控制系统软件设计 (8)4.3 数据分析与处理 (8)4.3.1 数据清洗 (8)4.3.2 数据挖掘 (8)4.3.3 数据分析 (8)4.3.4 数据可视化 (8)第五章水利水电工程智能安全风险管理 (8)5.1 风险识别与评估 (8)5.1.1 风险识别 (8)5.1.2 风险评估 (9)5.2 安全防护措施 (9)5.2.1 设计阶段 (9)5.2.2 施工阶段 (9)5.3 应急预案制定 (9)第六章智能化施工设备与管理 (10)6.1 设备选型与配置 (10)6.2 设备智能化改造 (10)6.3 设备维护与管理 (11)第七章水利水电工程智能环保与节能 (11)7.1 环保措施设计 (11)7.1.1 设计原则 (11)7.1.2 环保措施 (11)7.2 节能技术应用 (12)7.2.1 节能技术概述 (12)7.2.2 节能技术应用 (12)7.3 环境监测与评估 (12)7.3.1 环境监测 (12)7.3.2 环境评估 (12)第八章智能化项目管理与协同 (13)8.1 项目管理理念与方法 (13)8.1.1 引言 (13)8.1.2 项目管理基本理念 (13)8.1.3 项目管理方法 (13)8.2 协同设计与施工 (13)8.2.1 引言 (13)8.2.2 协同设计 (13)8.2.3 协同施工 (14)8.3 项目信息平台建设 (14)8.3.1 引言 (14)8.3.2 项目信息平台功能 (14)8.3.3 项目信息平台建设策略 (14)第九章智能化培训与技能提升 (14)9.1 培训体系构建 (14)9.2 技能提升方法 (15)9.3 人才培养与选拔 (15)第十章智能化水利水电工程发展趋势与展望 (15)10.1 行业发展趋势 (15)10.2 技术创新方向 (16)10.3 未来展望 (16)第一章智能化水利水电工程设计概述1.1 设计理念与目标智能化水利水电工程设计秉承着高效、绿色、可持续发展的理念，旨在充分利用现代信息技术，提高工程设计质量与效率，降低工程成本，实现水利水电工程建设的智能化、数字化和自动化。
智能化水电厂介绍
统
保护
防雷系统
防雷楼顶
全保护
路电防源雷线
现地 LCU 防雷
信号 防护
接地屏蔽
SNNTTPPPTP
效益分析
1、节水增发电效益 实现流域/跨流域梯级水电站联合优化调度控制，提高效率，增加发电量。
2、管理效益和劳动生产率效益 实现流域/跨流域梯级水电站电力调度和水库调度的高效统一管理提高劳动生产率
集中管理/监控部分
高清工业电视系统
大屏 监控端
集中管理/监控部分
监控端
联动系统
（WEB方式） （PMS、SCADA)
管理 服务器
WEB 服务器
流媒体 服务器
站端信号采集/设备部分
硬盘录像机
硬盘录像机
……
……
……
摄像机 摄像机
站端设备部分－1
摄像机 摄像机
站端设备部分－N
小水电综合自动化系统
小水电综合自动化系统为单机25MW 及以下的水力发电站和以小水电为主的 地方小电网提供高度集成的、安全可靠 的、经济实用的整体解决方案。
以计算机、自动化技术为代表的信息自动化技术日新月异，已 经成为当今世界上发展最快的领域之一。相关智能调度系统的成功 建设提供了宝贵的经验和指导。水电厂生产运行各环节积累了大量 的专家知识库。
概述
智能化发电厂建立在可靠、高速的通信网 络的基础上，通过应用先进的传感和测量技术、 稳定的设备、可靠的控制方法以及智能化的决 策支持技术，实现发电厂的可靠、经济、高效、 环境友好和使用安全的目标。
数字 化
辅助 决策
统一平台
统
智
一
能
坚强
以提高安全稳定性、资源利用率、节能 经济运行水平、辅助决策能力、网厂协调能 力为目标，满足社会经济发展的需要，提高 供电可靠性和供电质量，更好地体现社会效 益和企业效益。
智能化控制技术在大中型水电站改造中的应用
智能化控制技术将更加集成化和互联网化。未来的水电站改造将更加注重各个系统之间的集成与通讯，实现设备之间的数据共享和互操作，通过云平台实现对水电站的远程监控和管理，从而提高水电站的整体运行效率。
3.3 智能化控制技术对水电站改造的推动作用
1. 提高运行效率：智能化控制技术能够实现水电站设备的远程监控和智能化运行调度，提高了水电站的运行效率，减少了人为操作的误差，降低了维护成本，实现了更加稳定和高效的发电。
2. 增强安全性：智能化控制技术可以实现对水电站设备的实时监测和预警功能，及时发现设备故障和安全隐患，保障水电站的安全运行。智能化控制技术还可以通过智能化设备管理和风险评估等功能，提高水电站的安全性。
第一阶段是基于传统控制理论的改进，主要是将传统的PID控制器技术应用到水电站控制中，实现了对水电站的基本控制功能。这一阶段的技术主要是在硬件方面进行优化，提高了水电站的运行效率和稳定性。
第二阶段是基于人工智能算法的应用，主要是利用神经网络、模糊逻辑等技术对水电站进行智能化控制，提高了系统对复杂环境的适应能力和鲁棒性。这一阶段的技术使水电站的控制更加智能化和自适应。
3. 促进节能减排：智能化控制技术可以对水电站的能耗数据进行实时监测和分析，通过调整设备运行参数和优化供电方案，实现节能减排的效果。智能化控制技术还可以通过智能化能源管理和智能化电网调度等功能，降低水电站的碳排放，推动绿色发展。
智能化控制技术对水电站改造具有重要的推动作用，不仅可以提高水电站的运行效率和安全性，还能促进节能减排，推动水电站向智能化、绿色化的方向发展。随着智能化技术的不断创新和发展，相信智能化控制技术在水电站改造中的作用将会更加突出，为水电行业的可持续发展注入新的活力。
智能数字化水电站监控系统建设体系概述
智能数字化水电站监控系统建设体系概述摘要：为了使水电站的运行更加安全可靠，能够为人们提供更加高质量的电力，在水电站中应用先进的智能数字化监控系统有着非常重要的意义。
本文首先介绍了水电站数字化监控系统的设计原则、结构，并在此基础上说明了水电站计算机监控体系构建的措施，从而能够让水力发电工程变得更加高效，能够充分体现出其应有的优势，为我国形成安全可靠、节能经济的水电站运行模式提供助力。
关键词：智能数字化；水电站；监控系统体系建设引言因为水力发电有着其他发电形式没有的优势，因为水力是可再生资源，且不会对环境造成污染，因此，我国水力发电站的数量变得越来越多，而水力发电站的运行需要高强度的监控系统进行监控才能确保稳定安全，因此，相关的研究人员要充分认识到提高水电站监控系统水平的重要性，构建无人值班的高度集成自动化水电站监控系统，为水电站的运行提供高质量的监控。
将数字化技术与水电站监控系统结合在一起，大力推动水电站的发展和进步。
1水电站计算机监控系统设计原则在对水电站进行计算机监控系统设计的过程中，要想使监控系统充分地发挥出其应有的作用，就要遵守以下几个原则：第一，对水电站中的主要一次、二次和辅机设备进行监控，从而确保其不影响正常供电，能够及时发现问题，并能够采取相应措施进行维修。
第二，利用计算机进行运算分析，计算机的计算分析能够比人力的计算分析更加精确快速，能够为维修、调控等提供可靠的数据支持。
第三，加强监控系统的运行维护管理，使计算机监控系统的作用能够充分发挥出来。
第四，充分引入先进的技术和设备，提高监控系统的自动化、智能化，大大提高监控效率，为水电站的稳定安全运行奠定基础。
2水电站计算机监控系统整体结构体系在智能计算机监控系统的整体结构当中，相关的负责人人员要选择高质量的硬件设备，为水电站监控系统的运行提供可靠的基础，确保监控的质量和水准，能够为后续地运行和使用提供可靠的数据支持。
除此之外，为了能够实现水电站运行数据的实时反馈，还要应用实时多任务可视化操作系统，能够通过多窗口的同步显示对水电站进行更加有效地监控，实现智能数字化人机互通的界面，从而能够使水电站动态调控管理的需求得到充分满足。
新一代智能化水电站构想
新一代智能化水电站构想摘要：现阶段我国水电事业发展迅速，在十三五期间建成并投运大批水电站，目前我国新建或改造的水电站普遍实现“无人值班，少人值守” 模式。
大部分电站设备已经基本实现数字化，在线监测系统已经可以通过网络实现远程监测、分析，甚至是云端分析。
某些电厂在已经实现智能巡检，这些电站已经具备智能化的部分特征和特点，各生产运行环节积累了大量的知识储备和经验。
这些技术的发展和积累，是进行智能化建设的优势基础。
很多水电站也在不断利用新技术、利用互联网技术等努力向智能化水电站方向发展，智能化水电站是当今水电站发展的一个趋势，本文就智能化电站的认识、需具备的技术条件、及应用作一个简单的概述。
关键词：水电站；智能；IEC61850；发展随着水电站自动化系统的提高，在推动水电厂计算机监控系统、机组状态检修、经济运行等方面智能化研究的同时，各种新设备、新技术、新思路的应用，以及涉及到生产管理全过程的“风险识别自动化、管理决策智能化，纠偏升级自动化”的应用，必将成为下一阶段电厂的主要研究和发展方向。
1智能化水电站的概念智能化水电是站在整个电厂的角度，通过智能硬件、物联网、定位技术、大数据分析、人工智能应用等技术手段，以设备泛在感知、系统协调联动、数据驱动决策、整体智能形态等为目标，将工业技术、信息技术、定位技术与电池经营管理深度融合，重构人员、设备、环境、管理要素，打造云端电厂，实现具备运行自主可靠、风险自动管控、管理决策智慧、能力可持续演进的新型电厂形态。
分析在生产各环节的应用以及面向对象的电厂建模和通讯，侧重于调节控制、防洪、状态监测等应用领域，同时具备可以利用定位技术实现人员和设备、物资的定位及安全管理，利用三维技术、AR、VR等技术，实现三维厂房、设备的动态模拟和可是化管理。
2智能水电站建设的必要性2.1本质安全的需要将全部生产管理要素纳入智能电厂的要求，通过统一的管理平台了解所用设备的运行状况、每个工作人员的任务和所处位置，提示修正不规范行为，客观上强制落实责任，规范人的行为和设备状态，是提升安全管理水平的重要保障2.2经济运行的的需要通过高精度气象和水情测报，合理调配流域水资源，提高流域水资源利用率，实现最优经济运行，充分提升节能、增效、减排等社会效益，实现企业防洪、发电、节能减排等效益的有机统一，有利于提高经济运行能力2.3智能管理的需要将信息化建设作为贯彻执行管理思想的有效工具，通过有效变革和优化现有体系、流程、人、技术等企业要素，自动判别生产和管理各环节风险，全面提升管理者智慧能力，从而驱动管理组织变革。
中小水电站智能化调研报告.
中小水电站智能化调研报告1、调研背景概述随着技术进步和全球新能源、分布式能源的发展，智能电网已成为未来世界电力系统发展的方向，为满足未来能源发展的需要，2009 年国家电网公司专门制定了“统一坚强智能电网关键设备（系统）研制规划”，提出了智能电网发电、输电、变电、配电、用电、调度环节及通信信息平台的关键设备分阶段研制目标，南方电网也在制定有关智能电网的研发计划，研制智能电网关键设备已成为当前电力系统技术发展的热点和新方向。
结合所从事的水利水电自动化专业领域和当前水电厂智能化建设的实际需求，本项目将水电厂智能化技术发展动态作为跟踪调研的重点。
根据电力系统智能化发展趋势，目前正在开展智能化水电厂建设方面的研究工作，着重反映研究方向、研发内容、主要观点和重点课题/项目的进展及成果等。
以反映学科发展动向和新技术信息。
通过调研分析，归纳总结智能化水电厂建设方面的主要进展和成果，指出当前国际具有创新性、前沿性及前瞻性的成果和值得关注的新动向等，并分析在我国深入（推广）研究及应用的前景，同时对新技术要进行适当的市场分析。
2、调研的原因、必要性及意义水电厂智能化建设，代表了当前国际水利水电自动化技术的发展方向。
由于国内外在智能化水电厂自动化技术方面的研究刚刚起步，智能水电厂的概念、目标、功能、系统配置及系统间互动等方面均亟需进一步研究，目前开展水电厂智能化技术发展动态跟踪调研，有利于推动水电厂计算机监控系统、机组状态检修、经济运行等方面智能化研究的展开。
智能水电厂是智能电网的重要组成部分，但又与智能电网关注的重点不同，智能水电厂的总体目标应该是通过智能化建设，进一步提高水电厂生产管理和设备的安全运行水平，实现全厂各系统之间的无缝连接与互操作，进一步提高机组的可观性、可控性和可调性，提升电网与电厂之间的智能协调水平，提高全厂设备故障诊断与优化运行的智能化水平，并最终提高水电厂的经济效益。
另外，随着智能电网关键设备研制工作的展开，国内部分研究机构、设计院和水电厂已开始智能水电厂建设的前期规划设计和研究工作，但在智能化水电站建设方面还缺乏共识，因此有必要开展智能水电厂自动化技术调研，选择智能水电厂自动化技术作为重点专题进行调研主要意义包括：（1）通过开展智能水电厂自动化技术发展中热点和重点问题的专题调研，可以跟踪并全面、系统了解和掌握相关学科技术的国际发展态势，对我国水利水电行业未来的发展和增长点进行分析，为各级领导和相关部门提供具有前瞻性的咨询意见或技术支撑。
智能化水电站设计思路浅析
智能化水电站设计思路浅析
发布时间：2022-01-05T08:28:12.333Z 来源：《中国电业》2021年22期 作者： 王久明 [导读] 随着科学技术信息技术的不断发展与进步，在我国水电工程设计建造中
王久明 贵州中水能源股份有限公司遵义分公司，贵州遵义，563000 【摘要】随着科学技术信息技术的不断发展与进步，在我国水电工程设计建造中，也积极推行技术上的改造，实现推进水电站管理向 着数字化、网络化、智能化、现代化方向发展。在水电站智能化设计中，充分的融入和应用物联网、云计算和大数据等技术，以此实现水 电厂、水电站的数字流域和数字水电的有效研发和建造，全面提升水电站的智能化技术水平，提高管理和运行的效率和质量。基于此，本 文利用现有成熟技术设备，提出了一种切实可行、安全可靠的智能化水电站设计思路，展开详细分析，将分析结果简述如下，以供参考。 【关键词】智能水电站; 数字化; 网络化；设计方案 随着科学技术的不断发展与进步，我国电力电网已经向着智能化、现代化调控方向发展，而智能化水电站的设计与构建，就是为了充 分满足和适应职能电网网源协调要求，以智能化、信息化、数字化管理理念，充分的运用职能电子装置（IED），实现对水电站运行状况数 据信息的自动化采集、测量、控制、保护等操作，通过通讯网络化、信息数字化、业务互动化、运营一体化手段。实现水电站运行管理的 决策智能化和运行最优化。智能化水电站主要结构组成部分包含了一体化平台经济运行、在线分析决策支持、安全防护多系统联动等智能 应用组件，构成了智能化水电厂体系架构，有效保障了水电站运行的安全可靠，经济高效、良好互动，构建出一个应用一体化、管理信息 化、集成标准化、决策智能化的智能化水电站管理体系。 1、 智能化水电站的结构及功能设计 采用“分层分布式”架构是智能化水电站主要系统设计特点，其中系统主要由厂控层、单元层和过程层3部分层划分。同时，还需要依据 水电站各系统功能的不同以及各区域管理控制项目的不同，分别进行分布式自动化子系统（或者IED）的合理化配置，并需要保障各子系统 （或者IED）之间的信息数据必须要具备完全共享和深层次互操作能力。 1.1智能化水电站结构形式分析 《智能水电厂技术导则》文件中，已经对智能型水电站构建的基本体系结构进行了明确规定，并在电力行业中得到了一致认可。智能 化水电厂结构体系的构建最为凸出特点是，系统扁平化、近过程化、横向集成、管控纵向贯通的特点，具体的结构系统图就见图1。
智能水电知识点总结
智能水电知识点总结随着智能技术的不断发展，智能水电系统已经成为了现代建筑中的重要组成部分。
智能水电系统能够通过传感器和控制器实时监控和控制建筑物内的水电设备，从而实现节能、安全、舒适和智能化管理。
本文将对智能水电系统的基本知识点进行总结，包括智能水电系统基本原理、智能水电系统的优势、智能水电系统的应用领域以及智能水电系统的发展趋势等内容。
一、智能水电系统的基本原理智能水电系统是利用现代传感器、控制器和通信技术，实现对建筑物内水电设备实时监控和控制的系统。
智能水电系统的基本原理包括以下几个方面：1. 传感器监测：智能水电系统通过安装各种传感器来实时监测建筑物内的水电设备的工作状态，包括水泵、阀门、管道等。
传感器可以监测设备的运行状态、水压、水流量、温度等参数，通过这些数据来对设备进行实时监控。
2. 控制器控制：智能水电系统通过控制器对水电设备进行实时控制。
控制器可以根据传感器监测到的数据对水泵、阀门等设备进行开关控制、调节水流量、水压等操作，从而实现对水电设备的智能化控制。
3. 数据通信：智能水电系统可以通过各种通信技术将传感器监测到的数据传输到中央控制系统中，中央控制系统可以实时获取建筑物内水电设备的工作状态，并进行集中监控和控制。
同时，智能水电系统还可以通过通信技术实现远程监控和控制，使得用户可以随时随地对建筑物内的水电设备进行监控和控制。
二、智能水电系统的优势智能水电系统相比传统的水电系统具有以下几个优势：1. 节能环保：智能水电系统可以根据实时监测到的水电设备工作状态进行智能化控制，实现对设备的精确控制和调节，从而实现节能和降低能源消耗。
2. 安全可靠：智能水电系统可以实时监测建筑物内水电设备的工作状态，一旦发生异常情况可以及时报警并采取相应的措施，保障建筑物内的水电设备的安全可靠运行。
3. 舒适度提升：智能水电系统可以根据用户的需求和建筑物内的环境条件实时调节水电设备的工作状态，从而实现对建筑物内的环境舒适度的提升。
智慧水务架构及建设内容
才智水务架构及建设内容才智水务的本质是一种具有综合性、整体性的行业信息化进展过程，也可以指符合才智化特点的一个详细的城市或区域的水务系统。
才智水务是指把新兴的信息技术充分运用于城市水务综合管理，把传感器嵌入和装备到自然水和社会水循环系统中，并通过普遍连接形成“感知物联网”；然后通过超级计算机和云计算将“水务物联网”整合起来，以多源耦合的二元水循环模拟、水资源调控、水务虚拟现实平台等为支撑，完成数字城市水务设施与物理城市水务设施的无缝集成。
依托机制创新，整合共享气象水文、水务环境、市容绿化、建设交通等涉水领域的信息，构建基于数据中心的应用系统，为电子政务、水务业务管理、涉水事务跨行业协调管理、社会公众服务等各个领域及需求供应智能化的支持，从而能以更加精细、动态、敏捷、高效的方式对城市水务进行规划，设计和管理，达到“才智水务”的状态。
才智水务建设内容：＞监测体系：围绕防汛抗旱、水资源、水环境和水生态管理4类核心业务，完善水务监测体系。
›掌握体系：洪水掌握体系、水源掌握体系、城市供水掌握体系、城市排水掌握体系、生态河湖掌握体系。
＞业务应用体系：在共性业务上使用统一的通用模块，针对共性业务可以开发共性模块。
通过管理平台实现模块的共享、升级和管理。
形成上下贯穿、左右协同的业务应用链条，为社会公众、水务各级管理部门供应在线服务和决策支持。
＞水务数据中心：通过元数据库结合数据资源名目的方式实现数据的标准化管理，并在现有综合库的基础上建设数据仓库，为分析、统计、决策等过程供应数据支撑。
建设水信息基础平台，建立形式多样、使用敏捷、便利快捷的资源共享服务系统。
才智水务建设目标:总体目标：增加城市整体的防汛抗洪抗旱、水资源开发采用、水生态环境保障、城乡供水排水以及对公众服务的力量，提高水务建设管理和服务水平；促进取水、供水、排水等相关涉水资源整合，为建立和完善城市防洪防台抗旱减灾体系、水资源合理配置和高效采用体系、水资源爱护和河湖健康保障体系，城乡供水和排水保障体系供应〃才智保障〃。
诚信塑品牌 开拓新时代——北京中水科水电科技开发有限公司
北京中水科水电科技开发有限公司(简称“中水科技”)成立于2004年底，系中国水利水电科学研究院与中国长江三峡集团有限公司共同出资兴办的高新技术企业，以中国水利水电科学研究院自动化研究所、水力机电研究所为基础转制组建，是专门从事水利、水电及新能源机电及自动化系统和装置设计、制造及服务的骨干企业之一。
公司主要业务包括水利、水电及新能源领域的计算机监控与集控、信息化、主设备在线监测与故障诊断、虚拟现实与培训仿真、水情测报与水调自动化、水力机械、水轮机调速器、水力机械试验等相关技术的研究、开发、制造及系统成套、工程总承包、咨询与服务等。
中水科技取得了质量、环境、职业健康安全管理体系证书，获得了计算机信息系统集成贰级资质证书、全国水利市场主体信用评价供货类AAA 资质、软件企业认定等，拥有近60项发明专利，多次获得国家和省部级科技进步奖，其中2010年以来获国家科技进步二等奖一项，计算机监控系统获省部级科技进步一等奖两项。
“求实、创新、团结、奉献”作为中水科技的核心价值观，是企业文化与核心竞争力的保证。
经过多年发规划设计研究院、中冶赛迪集团有限公司建立战略合作关系，以EPC 模式承接忠县乌杨公用码头、秀山茨竹水库、万州滩边河综合治理工程，渝中区两江消落区环境综合整治工程；以代建制管理模式承接西藏昌都扎仓嘎水库项目。
公司总结提炼的项目管理“六化”标准（基础管理规范化、现场管理精细化、质量管理体系化、安全管理标准化、环境打造优美化、后勤保障人性化）在全市广泛推广。
凤升、青杉水库项目被评为“全国水利建设工程文明工地”。
公司多次被评为“水利水电系统先进企业”“安全生产先进单位”“守合同重信用企业” “重庆市文明单位”“水利建设市场主体信用评价施工类AAA 级企业”。
诚信塑品牌 开拓新时代——北京中水科水电科技开发有限公司。
水电站智能巡检系统典型架构图、大中型智能巡检系统典型测点配置表、各类试验的推荐试验项目
附录A（资料性）智能巡检系统典型架构图厂站层 巡检系统管理与服务..I*∕a e-lI 日”⅝¾~li⅛⅛⅜⅞~~1**w ∙l∣i¾¾M -llBWHIl∙η⅞⅜I .......................................................................... 富发.口Ht¾HT¾^11WMT¾"H¾WHΓ~1理也”域'm⅛中G11τ・上报.献计分析一1 .. (1)*三三*ι~∣I⅝⅝⅝⅜~11⅞⅛>w -l*yra lr~¾mr¾~ιr~三ι⅞~ιιMWι ..........................................INTERNET防火墙通信总线(WebService,REStfuI)IWEB 统一发布单元层过程层其他监视系统! 防火墙通信总线DL/T86(HMMS)厂站级数据交互平台（厂站级数据中心）通信总线DL/T860(ΛiNlS) 物理隔智能传感器H业电视系统」闸门监测-油色谱监测.振摆监测无人机及其管理平台机器人及其管理平台墙火防-图像识别系统F_________ ..通信总线 DL/T860(MMS) 通信总线WebService/RESTful 计算机监控系统传感器附录B（资料性）大中型水电站智能巡检系统典型测点配置表CI宜设置（对存在高速转动、振动部件的机组内部，若安装巡检设备应进行必要性和特殊安装方式的安全性论证，以保证机组安全运行；对重要等级较低的设备处可酌情考虑配置巡检设备）。
附录C。
智慧水电厂系统设计建设方案
经济效益评估：分析智慧水电厂系统的经济效益，评估投资回报率。
定期评估系统性能： 对智慧水电厂系统 进行定期的性能评 估，确保系统的稳 定性和可靠性。
收集用户反馈：及 时收集用户对系统 的反馈，针对问题 进行改进和优化。
引入新技术：关注 新技术的发展，适 时引入新技术对系 统进行升级和优化。
物理安全需要采取严格的门禁管理、 视频监控等措施，确保水电厂设施 的安全。
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安全防护体系包括物理安全、网络 安全、数据安全等方面的措施。
网络安全需要建立防火墙、入侵检 测等系统，防范网络攻击和恶意软 件的入侵。
建立应急预案：针对可能发生的故障或事故，制定相应的应急预案，确保快速响应和有效处理。
实施步骤：包括软 硬件安装、系统调 试、人员培训等
实施时间表：明确 各阶段的时间安排 和负责人
实施过程中的问题 与解决方案：针对 可能出现的问题制 定相应的应对措施
可靠性评估：评估智慧水电厂系统的稳定性和可靠性，确保系统正常运 行。 效率评估：比较智慧水电厂系统与传统水电厂的运行效率，分析提升幅 度。
,A CLICK TO UNLIMITED POSSIBILITES
汇报人：
目录
CONTENTS
定义：智慧水电厂系统是一种基于物联网、大数据、人工智能等技术的智能化水电厂运行管理系统。 目标：实现水电厂的智能化运行、优化管理、提高效率和安全性，降低运营成本，提升经济效益和社会效益。
硬件架构：包括传感器、执行器、通讯设备等 软件架构：包括数据采集、处理、分析、控制等模块 组成：由水文监测、大坝监测、闸门控制等子系统组成 特点：具有自动化、智能化、安全性高等特点
智慧水利总体框架建设方案
建立智慧水利人才激励 机制，激发人才创新创 造活力。
THANKS
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应用层
将物联网技术与水利业务相结 合，实现水利设施的远程监控 、预警预报、智能化调度等功
能。
云计算技术
总结词
基础设施即服务（IaaS）
云计算技术为智慧水利提供了强大的计算 能力和数据处理能力，能够实现资源的动 态管理和按需服务。
提供虚拟化计算资源，如服务器、存储设 备和网络设施等，实现资源的动态管理和 调度。
数据应用
将处理后的数据应用于水利业务 ，如洪水预测、水资源调度、水 质监测等，提高水利管理效率和 决策水平。
物联网技术
总结词
物联网技术是实现智慧水利的 关键手段，能够实现水利设施
的远程监控和智能化管理。
感知层
利用传感器、RFID等技术，实 时采集水利设施的状态、环境 参数等信息。
网络层
构建稳定、安全的通信网络， 实现数据的可靠传输。
该架构具有模块化、可扩展性和 可定制性等特点，能够满足不同 水利业务的需求，提高水利管理 的效率和智能化水平。
感知层建设
感知设备
包括水位计、雨量计、水质监测仪等 设备，用于实时监测水文、气象、水 质等数据。
数据采集
通过感知设备采集各类数据，实现水 利信息的实时获取和监控。
网络层建设
通信网络
建立稳定、高效的数据传输网络，实 现感知层与应用层之间的数据传输。
资金保障
财政投入
加大财政对智慧水利建设的投入，确保项目，实现投资多元化。
资金监管
建立智慧水利建设资金监管机制，确保资金使用效益。
人才保障
人才培养
加强水利信息化人才培 养，提高人才队伍素质 。
水利水电行业智能化水利工程建设与管理方案
水利水电行业智能化水利工程建设与管理方案第一章智能化水利工程建设概述 (3)1.1 智能化水利工程建设的背景与意义 (3)1.2 智能化水利工程建设的现状与发展趋势 (3)1.2.1 现状 (3)1.2.2 发展趋势 (4)第二章智能化水利工程规划与设计 (4)2.1 智能化规划与设计的基本原则 (4)2.2 智能化规划与设计的关键技术 (5)2.3 智能化规划与设计的实施策略 (5)第三章智能化水利工程建设与管理体系 (5)3.1 智能化管理体系的构建 (5)3.1.1 管理体系框架设计 (5)3.1.2 技术支撑体系 (6)3.1.3 组织管理体系 (6)3.2 智能化管理体系的运行机制 (6)3.2.1 数据采集与传输机制 (6)3.2.2 数据处理与分析机制 (6)3.2.3 决策支持与执行机制 (7)3.3 智能化管理体系的实施保障 (7)3.3.1 政策保障 (7)3.3.2 技术保障 (7)3.3.3 资金保障 (7)第四章智能化水利工程建设过程管理 (7)4.1 智能化建设过程的监控与调度 (7)4.2 智能化建设过程的质量与安全管理 (8)4.3 智能化建设过程的成本控制 (8)第五章智能化水利工程运行管理 (8)5.1 智能化运行管理的核心内容 (8)5.2 智能化运行管理的实施策略 (9)5.3 智能化运行管理的效益分析 (9)第六章智能化水利工程安全监测与预警 (10)6.1 智能化安全监测系统的构建 (10)6.1.1 系统概述 (10)6.1.2 系统架构 (10)6.1.3 关键技术 (10)6.2 智能化预警系统的设计与实施 (10)6.2.1 系统设计 (10)6.2.2 系统实施 (11)6.3 智能化安全监测与预警的案例分析 (11)6.3.2 智能化安全监测与预警系统实施 (11)6.3.3 应用效果 (12)第七章智能化水利工程信息化建设 (12)7.1 信息化建设的基本框架 (12)7.1.1 框架概述 (12)7.1.2 信息化基础设施建设 (12)7.1.3 信息资源整合与共享 (12)7.1.4 业务流程优化与重构 (12)7.1.5 信息安全保障 (12)7.1.6 运维管理 (12)7.2 信息化建设的关键技术 (13)7.2.1 数据采集与传输技术 (13)7.2.2 数据存储与管理技术 (13)7.2.3 数据处理与分析技术 (13)7.2.4 云计算与边缘计算技术 (13)7.2.5 信息安全技术 (13)7.3 信息化建设的实施步骤 (13)7.3.1 需求分析 (13)7.3.2 设计方案 (13)7.3.3 系统开发与实施 (13)7.3.4 系统集成与测试 (14)7.3.5 培训与推广 (14)7.3.6 运维管理 (14)第八章智能化水利工程环境保护与生态修复 (14)8.1 智能化环境保护与生态修复的原理 (14)8.2 智能化环境保护与生态修复的关键技术 (14)8.3 智能化环境保护与生态修复的案例分析 (15)第九章智能化水利工程投资与融资 (15)9.1 智能化水利工程投资与融资政策 (15)9.2 智能化水利工程投资与融资模式 (15)9.3 智能化水利工程投资与融资风险控制 (16)第十章智能化水利工程人才培养与技术创新 (16)10.1 智能化水利工程人才培养体系 (16)10.1.1 人才培养目标定位 (16)10.1.2 人才培养模式 (16)10.1.3 人才培养保障措施 (17)10.2 智能化水利工程技术创新策略 (17)10.2.1 技术创新方向 (17)10.2.2 技术创新模式 (17)10.2.3 技术创新保障措施 (17)10.3 智能化水利工程人才队伍建设的保障措施 (17)10.3.1 政策保障 (17)10.3.2 组织保障 (18)第一章智能化水利工程建设概述1.1 智能化水利工程建设的背景与意义我国社会经济的快速发展，水利工程建设在保障国家水安全、促进经济社会发展、改善生态环境等方面发挥着越来越重要的作用。
水电厂智能化总体框架中水科
•应用一体化：为水电厂监控、水 库调度、水情测报等应用提供的人 机界面平台 •维护一体化：为系统运维提供可 视化的维护工具
iP9000智能平台
设计原则
提供开放的智能平 台解决方案，满足 智能化对平台的功 能需要，功能可选 配。
智能平台是数据和协 调中心，全局优化和 协调。各专业应用优 化组合，相对独立， 分层分布，避免功能 重复。
互联 互通 互动
系统开放，支持包 括IEC 61850、IEC 60870等标准，根 据实际灵活配置， 不盲目限定某一标 准。
故障诊断、水库优 化调度和水能最佳 利用等是重点，充 分挖掘水电厂综合 效益。
iP9000智能平台
应用层行业架构
总体
行业解决 水电 梯调 调水 抽水 新能源 灌区 污水
方案
iOnCall智能报警
安全可靠
❖ 灵活的人员定义及动态分组 ❖ “傻瓜式”电话及短信查询 ❖ 报警发送智能过滤 ❖ 短信定时发送
❖ 手动批量发送短信 ❖ 多路电话、多短信装置联合运
行， 可与运营商直接通信
iOnCall智能报警
✓脚本驱动 ✓手机APP ✓短信 ✓电话报警 ✓可接入监控和MIS 网数据 ✓话音线路可配置 ✓短信线路可配置
水电厂智能化总体框架中水科
水电厂智能化总体框架
➢ 中水科技公司简介
➢ 水电厂自动化现状与新需求 ➢ 智能化水电厂解决方案总体架构 ➢ iP9000智能平台 ➢ 智能应用 ➢ 工程应用 ➢ 注意几个问题
北京中水科水电科技开发有限公司简介
+
51%
49%
自动化所 + 机电所
中国水利水电科学研究院的水电研发基地 中国长江三峡集团公司研发中心之一
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智能平台是数据和协 调中心，全局优化和 协调。各专业应用优 化组合，相对独立， 分层分布，避免功能 重复。
故障诊断、水库优 化调度和水能最佳 利用等是重点，充 分挖掘水电厂综合 效益。
iP9000智能平台
应用层行业架构
行业解决 方案 应用层
水电 站 监 控 集 控 梯调 中心 AGC AVC 调水 工程 功率 预测 抽水 蓄能 状态 监测
双适应度PSO有功分配 集控AGC有功补偿 电厂AGC数学模型
修正等容量比例有功分配 集控AGC开/停机策略
防多机频繁调节策略
基本分配原则 重分配条件
避振动区策略
跨振动区策略
iED经济调度
电网、机组实 时数据
水情遥测 来水预报 历史资料 数据处理 长期计划 中期调度 关系数据库 资料整编 短期优化 安全I区
安全II区 计 划 修 正
实时调度
负荷分配
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
智能主辅发电设备监测
数据采集 处理 监测 预警 状态评估 预测评估 模型管理 风险评价 决策建议
服务总线
实时数据 历史数据 生产管理系统 企业资源管理
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
可视化展示 数据挖掘 相关性分析
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台
智能应用
工程应用 注意几个问题
iAGC
根据电网对电站或梯级电站运行方式的要求，如调功、调频等，跟 踪给定功率、系统频率，自动进行复核分配、机组起停控制和功率
调节，低频自起动与高周减出力，满足电网电能质量的要求。
iP9000智能平台
开发环境 数据交换机制 人机支撑 数据支持 公共服务 系统管理 运行环境 运行环境 安全防护体系 软硬件环境 数据资源
四个环境
集成环境 支持横向、纵向业务的集成 支持应用、基础信息的共享
iP9000
维护环境 从系统到应用多层次维护管理 应用运行监视 系统资源的调度与优化
iP9000智能平台
水电厂智能化总体框架
王德宽
北京中水科水电科技开发有限公司 2015年8月
水电厂智能化总体框架
中水科技公司简介
水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台 智能应用 工程应用 注意几个问题
北京中水科水电科技开发有限公司简介
+
51% 49% 自动化所 + 机电所
安全Ⅳ区 管理信息区
电 网 调 度 自 动 化 系 统
自动 电压 控制
综合数据平台 计算机监控系统 厂站层（Ⅰ区平台） 水情水调自动化 系统（Ⅱ区平台）
数据中心
生产管理 系统
硬件隔离装置 硬件防火墙
平台Ⅰ区网络
平台Ⅱ区网络
平台Ⅲ区网络
监 控 系 统 现 地 单 元
保 护 测 控 系 统
闸 门 控 制 系 统
实现“无人值班”
(少人值守)
存 在 的 问 题
各系统发展不平衡 无统一的接口标准和规范
系统间数据共享与互动困难
影响总体功能的有效发挥
发 展 方 向
标准和规范 自动化通信和系统的 国际标准IEC61850 水电厂通信标准 IEC61850-7-410
新目标：资源共享与互动，高效共管
水电厂智能化总体框架
机组控制单元智能化改造
IEC 61850与主站通信
水电厂智能化建设
黄河上游集控
2014年
西宁集控中心
iP9000智能平台应用
AGC AVC 监 测
龙羊峡 监 控 班多
监 控
公伯峡 监 控
积石峡 监 控
李家峡
中广核四川集控
2013年
成都集控中心
监 水 控 调 高凤山 脚基坪 水 调 水 调
三江美亚 监 水 控 调
移 动 工 作 票
iP9000Mobile移动发布
iP9000Mobile移动发布
水电厂智能化总体框架
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台 智能应用
工程应用
注意几个问题
水电厂智能化建设
葛洲坝智能化改造
2014年
各种数据库， 包括Oracle、SQL-Server、MySQL；
有关辅助设备：UPS电源、打印机等； 机房动力、环境监测设备。
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iHman设备智能运维管理
拓扑展示
文件同步与发布
iHman设备智能运维管理
文件监视报警 文件版本监视与控制 可以对重要的文件及文件系统路径进行监视 可以发现文件及路径的变化并事件报警信号 及时通知系统管理人员做出预判和措施 自动搜集设备详细信息，如CPU、内存、硬盘、网卡及软件等 记录计算机的硬件变化和软件安装
百花滩
水 调
谢 谢
安 稳 控 制 系 统
五 防 系 统
水 情 测 报 与 水 调 自 动 化 系 统
电 能 量 采 集 与 报 竞 价 系 统
继 电 保 护 与 故 障 录 波 管 理 系 统
安 全 稳 定 信 息 管 理 系 统
状 态 监 测 及 分 析 系 统
状 态 检 修 及 故 障 诊 断 系 统
消 防 、 门 禁 、 通 风 空 调 系 统
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
泵设备、温度振动压力诊断分析
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
趋势分析及数据监测预警
数据实时监测、区域特征值显示 使用灵活方便的图像标注（编辑） 数据导入/导出(EXCEL等格式) 完善的图形化开关量统计界面 图像导出/打印（包括特征值等） 曲线四则运算、虚拟曲线 曲线数据剔除与恢复功能 数据比较分析、相关量分析
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求
智能化水电厂解决方案总体架构
iP9000智能平台 智能应用 工程应用 注意几个问题
智能化水电厂特征
信息标准化
• 统一的服务标准 • 统一的信息标准 • 统一的数据交换标准
智能化水电厂
决策智能化
• 数据挖掘 • 大数据处理
系统平台化
对于设备的资产编号、物理位置等信息用户修改功能 查询各设备硬件配置信息
iP9000Mobile移动发布
智能移动巡检 基础信息 巡 检 路 线 执 行 移动巡检 巡 检 作 业 统 计 移动检修 人 员 安 全 管 理
电 子 标 签
设 备 台 账
设 备 图 纸
作 业 指 导 书
移 动 报 缺
移 动 工 单
服务：数据通信
iP9000数据平台
多业务数据管理 电厂监控 AGC/AVC 水调应用 大坝监测 状态监测 模型管理 IED设备模型 一次设备模型
iP9000智能平台
iHman平台管理工具
完成iP9000平台和应用的配置、管理和维 护工具，节点和系统性能的测试及监视。
点 检 系 统
视 频 监 控 系 统
大 坝 及 水 工 建 筑 安 全 监 测 系 统
Ｏ Ａ 办 公 系 统
图 档 、 档 案 系 统
Ｐ Ｐ Ｉ Ｓ 编 码 系 统
水电厂智能化总体框架
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构
iP9000智能平台
智能应用 工程应用 注意几个问题
iP9000智能平台
iP = iPlatform
What’s iP9000?
模型标准化
IEC61850、IEC61970
中水科技智能平台解决方案
数据对象化
应组织、 数据表现，建立 统一规范的水电 厂信息模型
监控、AGC、 AVC、水调、状 态监测等
面向分析型、智能 型水电厂和新能源 电站
中国水利水电科学研究院的水电研发基地 中国长江三峡集团公司研发中心之一
公司简介
监控系统事业部 水利自动化事业部
主要业务
水利、水电、风 H9000监控系统 BSS-3卫星时钟 电、光伏的监控、 iP9000智能平台 OTS2000仿真 集控、辅控、仿 真，状态监测及 iSMA2000状态监测与趋势分析 信息化 HR9800水情测报 SD2000水调自动化
智能化水电厂应用一体化平台
•应用一体化：为水电厂监控、水 库调度、水情测报等应用提供的人 机界面平台 •维护一体化：为系统运维提供可 视化的维护工具
iP9000智能平台
提供开放的智能平 台解决方案，满足 智能化对平台的功 能需要，功能可选 配。 互联 互通 互动
设计原则
系统开放，支持包 括IEC 61850、IEC 60870等标准，根 据实际灵活配置， 不盲目限定某一标 准。
话音线路可配置
短信线路可配置
iOnCall智能报警
事件、语音报警
报警等级 报警过滤
事故推画面
可视化报警 报警模式、处理模式报警
iHman设备智能运维管理
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iHman设备智能运维管理
管控对象
各种网络设备；
各种计算机，服务器，工作站；
各种操作系统； 各种应用软件系统；
• 统一的管理平台 • 统一的数据平台 • 统一的人机界面
• 智能分析
智能化水电厂解决方案总体架构
安全Ⅰ区 实时控制区 自动 发电 控制
纵 向 加 密 认 证 纵 向 加 密 认 证
安全Ⅱ区 非实时控制区 经济 调度 控制 水文 预报 防洪 调度 发电 调度 节能 考核
安全Ⅲ区 生产管理区 故障 诊断 决策 支持 综合 展示
清远蓄能 4x320
水电厂智能化总体框架